闪存存储器的感测放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种闪存存储器的感测放大器，其具有参考胞电流分支，在参考胞电流分支中，参考胞决定参考胞电流，行负载将参考胞电流转换为参考电压，而反馈电路则用以维持参考胞漏极电压。感测放大器也具有主要胞电流分支，在主要胞电流分支中，操作上从闪存记忆胞的阵列所选择的主要胞决定主要胞电流，行负载将主要胞电流转换为主要电压，而反馈电路则用以维持主要胞漏极电压。差动放大器比较参考电压与主要电压，并且相依于两者的相对值而在其输出提供逻辑电平。升压电路具有与行负载跨接的上拉部分以及具有与主要胞跨接且用以加速逻辑零感测时间的下拉部分。

【技术实现步骤摘要】
闪存存储器的感测放大器
本专利技术是关于一种闪存存储器，且特别是有关于闪存存储器的感测放大器。
技术介绍
图1是适用于如闪存存储器的非挥发性存储器技术的现有感测放大器10的高阶功能方块示意图。感测放大器10具有两个分支，即：参考胞电流分支20与主要胞电流分支40。在参考胞电流分支20中，参考胞26决定参考胞电流，行负载(column1oad)22将参考胞电流转换为电压VRC，而漏极偏压24则会将用于参考胞26的漏极电压维持在适当的电平。在主要胞电流分支40中，操作上从闪存记忆胞的阵列中所选择的主要胞46将基于储存于其内的数据而决定主要胞电流，行负载42将主要胞电流转换为电压VMC，而漏极偏压44则会将用于选择记忆胞的漏极电压维持在适当的电平。差动放大器30比较参考胞电压VRC与主要胞电压VMC，并且相依于VRC与VMC的相对值而在其输出提供逻辑电平。许多不同电路与装置可能用于行负载22与42、漏极偏压24与44、参考胞26、主要胞46的阵列，以及差动放大器30。图2与图3展示出两种不同的实现方式。图2是基于图1所展示的手段的现有感测放大器110的电路图。感测放大器110具有两个分支，即：参考胞电流分支120与主要胞电流分支140。在参考胞电流分支120中，参考胞129决定参考胞电流，而金氧半导体场效应晶体管(MOSFET)负载125则会将参考胞电流转换为电压RIN。漏极偏压电路由金氧半导体场效应晶体管122、123与126所组成，用以将用于参考胞129的漏极电压维持在适当的电平。在参考胞电流分支120中另外的金氧半导体场效应晶体管包含有：参考YB选择晶体管127、参考YA选择晶体管128，以及栅极连接至参考字元线的参考胞129。在主要胞电流分支140中，从闪存存储器阵列中所选择的主要胞149会决定主要胞电流，且金氧半导体场效应晶体管负载145会将主要胞电流转换为电压SIN。漏极偏压电路由金氧半导体场效应晶体管142、143与146所组成，用以将用于主要胞129的漏极电压维持在适当的电平。在主要胞电流分支140中另外的金氧半导体场效应晶体管包括有：YB选择晶体管147、YA选择晶体管148，以及栅极连接至存储器阵列字元线的主要胞149。差动放大器130比较参考胞电压RIN与主要胞电压SIN，并且相依于RIN与SIN的相对值而在其输出提供逻辑电平(如，输出数字数据(DIGITALDATA))。感测放大器110的运作如下。参考胞电流分支120的参考胞电流是由参考YB选择晶体管127、参考YA选择晶体管128以及特别是参考胞129所建立。电压RIN由流经金氧半导体场效应晶体管负载125的参考胞电流所建立。一个预设的漏极电压会建立在参考胞129的漏极。主要胞电流分支140的主要胞电流由YB选择晶体管147、YA选择晶体管148以及特别是从闪存记忆胞的阵列里所选择的主要胞149所建立。若主要胞149的栅极上没有电荷的话，则主要胞会对应至逻辑一(“1”)，且主要胞电流会基于导通程度较大的主要胞149而相对大。基于跨在金氧半导体场效应晶体管负载145的高电压降，电压SIN有往低跑的趋向，但跨在晶体管146的低电压降却会在主要胞149的漏极建立出预设漏极电压。另一方面，若主要胞149的栅极上有负电荷的话，则主要胞149会对应至逻辑零(“0”)，且主要胞电流即使在主要胞149微弱地导通还是会变小或变为零。基于跨在金氧半导体场效应晶体管负载145的低电压降，电压SIN有往高的趋向，但跨在晶体管146的高电压降却会在主要胞149的漏极建立出预设漏极电压。电压RIN与SIN分别施加于差动放大器130的正与负输入。相依于RIN与SIN的相对值，差动放大器130的输出数字数据(DIGITALDATA)将表示为逻辑零(“0”)或逻辑一(“1”)。图3也是基于图1所展示的手段的另一现有感测放大器210的电路图。感测放大器210有两个分支，即：参考胞电流分支220与主要胞电流分支240。在参考胞电流分支220中，参考胞228决定参考胞电流，且电阻性负载221会将参考胞电流转换为电压RIN。漏极偏压电路由金氧半导体场效应晶体管222、224与225所组成，用以将用于参考胞228的漏极电压维持在适当的电平。金氧半导体场效应晶体管223是用于位元线的快充晶体管。在参考胞电流分支220中另外的金氧半导体场效应晶体管包含有：迷你阵列W-选择晶体管226，迷你阵列Y-选择晶体管227，以及栅极连接到迷你阵列字元线的参考胞228。在主要胞电流分支240中，从闪存存储器阵列中所选择的主要胞248会决定主要胞电流，且电阻性负载241会将主要胞电流转换为电压SIN。漏极偏压电路由金氧半导体场效应晶体管242、244与245所组成，用以将用于主要胞248的漏极电压维持在适当的电平。金氧半导体场效应晶体管243是用于位元线的快充晶体管。在主要胞电流分支240中另外的金氧半导体场效应晶体管包含有：W-选择晶体管246，Y-选择晶体管247，以及栅极连接到阵列字元线的选择主要胞248。差动放大器230比较参考胞电压RIN与主要胞电压SIN，并且相依于RIN与SIN的相对值而在其输出提供逻辑电平(如，输出数字数据(DIGITALDATA))。图4为说明感测放大器210用于抹除主要胞、参考胞以及程式化主要胞的漏极电流ID对应栅极电压VGATE的示意图。以5伏特的读取栅极电压(VGATE)来说：对于程式化胞而言，漏极电流ID是零；且对于抹除胞而言，则是稍微超过100μA。对于参考胞而言，由于漏极电流ID是50μA，故感测放大器210可迅速地区别出归于抹除胞超过100μA的电流与归于程式化胞的零电流。这些数值为说明用的，因为实际数值系相依于特定的实施方式与所选择的元件值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种感测放大器，以解决上述现有技术中存在的问题。本专利技术的一实施例提供一种感测放大器，用以感测储存于闪存存储器阵列的选择记忆胞内的数据。所提的感测放大器包括：差动放大器、参考胞电流分支、主要胞电流分支，以及升压电路。参考胞电流分支包括：参考胞；第一漏极偏压部分，其耦接至参考胞；以及第一负载部分，其耦接至第一漏极偏压部分与差动放大器的第一输入。主要胞电流分支包括：选择记忆胞；第二漏极偏压部分，其耦接至选择记忆胞；以及第二负载部分，其耦接至第二漏极偏压部分与差动放大器的第二输入。升压电路包括：上拉部分，其耦接至差动放大器的第二输入；以及下拉部分，其耦接至选择记忆胞。本专利技术另一实施例提供一种操作感测放大器的方法，其中感测放大器用以读取储存于闪存存储器阵列的选择记忆胞的数据，且所提的方法包括：启动参考胞电流分支，参考胞电流分支包括：参考胞、耦接至参考胞的第一漏极偏压部分，以及耦接至第一漏极偏压部分与感测放大器的差动放大器的第一输入的第一负载部分，其中一参考电压被建立横跨于第一负载部分；启动主要胞电流分支，主要胞电流分支包括：选择记忆胞、耦接至选择记忆胞的第二漏极偏压部分，以及耦接至第二漏极偏压部分与差动放大器的第二输入的第二负载部分，其中相依于储存在选择记忆胞内的数据的一感测电压被建立横跨于第二负载部分；启动升压电路，升压电路包括：耦接至差动放大器的第二输入的上拉部分，以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种感测放大器，用以感测储存于闪存存储器阵列的选择记忆胞内的数据，该感测放大器包括：一差动放大器；一参考胞电流分支，包括：一参考胞；一第一漏极偏压部分，耦接至该参考胞；以及一第一负载部分，耦接至该第一漏极偏压部分与该差动放大器的一第一输入；一主要胞电流分支，包括：一选择记忆胞；一第二漏极偏压部分，耦接至该选择记忆胞；以及一第二负载部分，耦接至该第二漏极偏压部分与该差动放大器的一第二输入；以及一升压电路，包括：一上拉部分，耦接至该差动放大器的该第二输入；以及一下拉部分，耦接至该选择记忆胞。

【技术特征摘要】
1.一种感测放大器，用以感测储存于闪存存储器阵列的选择记忆胞内的数据，该感测放大器包括：一差动放大器；一参考胞电流分支，包括：一参考胞；一第一漏极偏压部分，耦接至该参考胞；以及一第一负载部分，耦接至该第一漏极偏压部分与该差动放大器的一第一输入；一主要胞电流分支，包括：一选择记忆胞；一第二漏极偏压部分，耦接至该选择记忆胞；以及一第二负载部分，耦接至该第二漏极偏压部分与该差动放大器的一第二输入；以及一升压电路，包括：一上拉部分，耦接至该差动放大器的该第二输入，并且该上拉部分的上拉强度大于该第二负载部分的上拉强度；以及一下拉部分，耦接至该选择记忆胞。2.如权利要求1所述的感测放大器，更包括：一升压启动信号节点；以及一偏压节点；其中，该升压电路的该上拉部分包括：一金氧半导体场效应上拉晶体管，其栅极耦接至该升压启动信号节点；以及其中，该升压电路的该下拉部分包括：一金氧半导体场效应下拉晶体管，其栅极耦接至该偏压节点。3.如权利要求2所述的感测放大器，其中：该第二负载部分包括：一金氧半导体场效应负载晶体管，其具有预设的上拉强度；该金氧半导体场效应上拉晶体管所具有的上拉强度大于该金氧半导体场效应负载晶体管的上拉强度；以及该金氧半导体场效应下拉晶体管具有一下拉强度，以补偿来自该金氧半导体场效应上拉晶体管在该主要胞电流支路中的直流电压电平的任何改变。4.如权利要求3所述的感测放大器，其中：该金氧半导体场效应上拉晶体管的上拉强度是该金氧半导体场效应负载晶体管的上拉强度的两倍；以及该金氧半导体场效应下拉晶体管的下拉强度是处于逻辑“1”状态的记忆胞的下拉强度的两倍。5.如权利要求1所述的感测放大器，更包括：一升压启动信号节点，耦接至该升压电路的该上拉部分；以及一偏压节点，耦接至该升压电路的该下拉部分。6.一种操作感测放大器的方法，该感测放大器用以读取储存于闪存存储器阵列的选择记忆胞的数据，该方法包括：启动一参考胞电流分支，该参考胞电流分支包括：一参考胞；一第一漏极偏压部分，耦接至该参考胞；以及一第一负载部分，耦接至该第一漏极偏压部分与该感测放大器的一差动放大器的一第一输入，其中一参考电压被建立横跨于该第一负载部分；启动一主要胞电流分支，该主要胞电流分支包括：一选择记忆胞；一第二漏极偏压部分，耦接至该选择记忆胞；以及一第二负载部分，耦接至该第二漏极偏压部分与该差动放大器的一第二输入，其中相依于储存在该选择记忆胞内的数据的一感测电压被建立横跨于该第二负载部分；启动一升压电路，该升压电路包括：一上拉部分，耦接至该差动放大器的该第二输入；以及一下拉部分，耦接至该选择记忆胞；施加该参考电压至该差动放大器的该第一输入，并且施加该感测电压至该差动放大器的该第二输入；以及根据该差动放大器的该第一输入上的该参考电压与该差动放大器的该第二输入上的该感测电压两者之间的差异而从该差动放大器提供一数字输出电平。7.如权利要求6所述的方法，其中启动该参考胞电流分支的步骤在启动该主要胞电流分支的步骤之前，且启动该主要胞电流分支的步骤与启动该升压电路的步骤同时发生。8.如权利要求6所述的方法，其中该升压电路建立一预设零感测时间，且该方法更包括：于该预设零感测时间，停止启动该升压电路。9.一种感测放大器，用以感测储存于闪存存储器阵列的选择记忆胞的数据，该感测放大器包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈毓明，黄科颖，
申请(专利权)人：华邦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71